毅力號火星車捕捉到機智號直升機旋翼發出的嗡嗡聲和風聲

2021-05-08 10:58:11來源：網易科技

5 月 8 日，當地時間周五，美國宇航局(NASA)公布了火星車“毅力號”傳回的最新文件，里面包括火星直升機“機智號”在火星上進行第四次飛行時的聲音。這是人類史上首次通過探測器在外星世界表面錄制另一架航天器發出聲音的音頻。

2021 年 4 月 30 日，機智號進行了第四次火星試飛，毅力號火星車上的 SuperCam 儀器附帶的麥克風捕捉到了這架直升機旋翼發出的嗡嗡聲和風聲。當時，激光從遠處照射巖石，用光譜儀研究它們的蒸氣以揭示化學成分。該儀器的麥克風記錄了激光打擊的聲音，這些聲音提供了有關目標的物理屬性信息，比如它們的相對硬度。麥克風還可以記錄周圍的噪音，比如火星風聲。

法國國立高等航空航天學院行星科學教授、SuperCam 麥克風科學負責人大衛?米蒙 (David Mimoun) 說：“這是個巨大的驚喜。我們在地球上進行的測試和模擬表明，麥克風幾乎聽不到直升機發出的聲音，因為火星大氣會強烈抑制聲音的傳播。不過，我們很幸運在這么遠的地方記錄下了聲音，它將成為我們了解火星大氣的一座金礦。”

毅力號共攜帶有兩個麥克風，分別是 SuperCam 儀器麥克風和作為火星車進入火星大氣層、下降和著陸攝像系統組成部分的麥克風。這兩個麥克風在 4 月 30 日之前就已經捕捉到了火星上的聲音，這是有史以來首次在火星表面進行錄音。

由于毅力號在距機智號起降地點 80 米的觀測點進行記錄，它抓拍到了到目前為止機智號的所有飛行視頻，但任務團隊直到機智號進行第四次試飛才嘗試錄制音頻。他們不確定麥克風是否能捕捉到任何飛行聲音。即使在飛行過程中，當直升機旋翼以每分鐘 2537 轉的速度旋轉時，聲音也會因為火星稀薄的大氣而大大減弱。在飛行的最初時刻，火星上的陣風也會遮蔽它。不過，仔細傾聽，直升機旋翼發出的嗡嗡聲在火星風中隱約可聞。

科學家們通過隔離 84 赫茲的直升機旋翼聲音，將頻率降低到 80 赫茲以下和 90 赫茲以上，并增加剩余信號的音量，使以單聲道錄制的音頻更容易被聽到。有些頻率被削減，以突出直升機的嗡嗡聲。當直升機通過攝像機的視野時，嗡嗡聲最大。

NASA 噴氣推進實驗室的毅力號有效載荷開發經理索倫?馬德森 (Soren Madsen) 說：“這是不同的有效載荷儀器套件相互補充、產生信息協同效應的一個例子。在這種特殊情況下，麥克風和視頻讓我們可以觀察直升機，就像我們在現場一樣，而其他儀器產生的附加信息可以確認飛行路線的細節。”

SuperCam 是由新墨西哥州洛斯阿拉莫斯國家實驗室領導開發的，包括幾個光譜儀、控制電子設備和軟件。包括麥克風在內的桅桿裝置是由法國國家空間研究中心 (CNRS)、法國國立高等航空航天學院以及法國大學的幾個實驗室共同研發建造的。火星車甲板上的校準目標系統由西班牙巴拉多利德大學提供。

2 月 18 日，機智號隨同毅力號火星車降落在火星耶澤洛隕石坑。數十億年前，這里曾是個巨大湖泊與河流三角洲。4 月初，機智號開始了人類首次在外星球上進行的飛行技術演示。其表現非常出色，為此 NASA 決定延長其任務期限。這架直升機現在正在過渡到一個新的階段，在此期間它將試圖展示火星旋翼機在偵察方面的潛力。

機智號即將進行第五次飛行測試，與前四次往返飛行不同的是，這次飛行屬于單程飛行，機智號將飛往距其當前位置 129 米的新機場。這個新地點在毅力號計劃中的路線上，兩者必須保持相對較近的距離，因為機智號的通信必須通過毅力號完成。與此同時，毅力號正準備投入到自己的科學任務中，這項任務有兩個主要目標：尋找火星古代生命的跡象，以及收集和儲存數十個樣本，以便未來送返地球。

噴氣推進實驗室“機智號”機械工程負責人喬什?拉維奇 (Josh Ravich) 表示：“我們這次不會掉頭往回飛，而且實際上將攀登到 33 英尺 (10 米) 的新高度，并拍攝該地區更多的彩色以及黑白圖像。經過大約 110 秒的飛行后，機智號將會著陸，完成它的首次單程旅行。當它降落在新的地點時，我們將開始一個新的技術演示階段。在這個階段，我們將展示其可以做些什么來幫助未來的其他任務。”

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